CN208753561U - 利用多个接触点的通信插头、通信插座以及通信系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及利用多个接触点的通信插头、通信插座以及通信系统。本文公开了允许通信插头中的插头触头与通信插座中的插头接口触头(PIC)之间的多个接触点的各种通信系统。在一些公开的实现方式中，包括第一和第二插头触头的通信插头与具有第一和第二插头PIC的通信插座配合可以形成多个插头/插座接口。所述插头/插座接口可以在所述通信插头与所述通信插座之间形成多个电流路径。当信号在所述通信插头与所述通信插座之间传播时，所述信号可以在所述通信插头中在第一电流路径与第二电流路径之间分开、并且在行进穿过所述多个第二插头/插座接口之后在所述通信插座中重新组合。

Description

利用多个接触点的通信插头、通信插座以及通信系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年3月2日提交的美国临时专利申请号62/465,984的优先权权益，将所述临时专利申请的全文通过援引并入本文。
技术领域
本实用新型涉及网络通信的领域，并且更具体地，涉及利用多个接触点的通信连接器。
背景技术
网络通信已经严重依赖于双绞线电缆、以及实现连通性的RJ45插头和插座。RJ45插头和插座被设计成通过插头内的插头触头和插座内的插头接口触头(PIC)来配合在一起。当RJ45插头的插头触头接触RJ45插座的 PIC时，数据可以流动穿过已配合的插头/插座组合。
实用新型内容
本实用新型包括一种通信插头，包括：导电外壳；以及至少部分地定位在所述导电外壳中的印刷电路板(PCB)组件，所述PCB组件包括：被定向成相对于所述导电外壳的纵向方向平行的PCB；以及附接到所述PCB 的多个插头触头，所述多个插头触头包括：第一插头触头子集，所述第一插头触头子集中的每一个用于与配合通信插座的两个插头接口触头(PIC) 配合；以及第二、第三和第四插头触头子集，所述第二、第三和第四插头触头子集中的每一个与所述配合通信插座的至少一个PIC配合。
本实用新型还包括一种通信插座，包括：插座壳体；以及至少部分地定位在所述插座壳体中的滑架组件，所述滑架组件包括：印刷电路板(PCB)；以及被紧固在所述PCB的前部部分内的多个插头接口触头(PIC)，所述多个PIC包括第一、第二、第三和第四不同排的PIC，其中第一对PIC 包括所述第一排PIC中的第一PIC和所述第三排PIC中的第一PIC，所述第一对PIC用于与配合通信插头的同一第一插头触头配合；以及第二对PIC 包括所述第二排PIC中的第一PIC和所述第四排PIC中的第一PIC，所述第二对PIC用于与所述配合通信插头的同一第二插头触头配合。
本实用新型还包括一种通信系统，包括：通信插头，包括第一和第二插头触头；通信插座，包括第一和第二插头接口触头(PIC)；其中，当所述通信插头与所述通信插座配合时：所述第一插头触头与所述第一PIC在第一插头/插座接口处接触，并且所述第二插头触头与所述第二PIC在第二插头/插座接口处接触；所述第一插头/插座接口形成所述通信插头与所述通信插座之间的第一电流路径，并且所述第二插头/插座接口形成所述通信插头与所述通信插座之间的第二电流路径；并且在所述通信插头与所述通信插座之间传播的信号在所述通信插头中在所述第一电流路径与所述第二电流路径之间分开、并且在所述第一插头/插座接口和所述第二插头/插座接口之后在所述通信插座中重新组合。
附图说明
以下详细描述参考了附图，在附图中：
图1是通信系统的透视图；
图2是用于图1的通信系统中的处于配合状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45插头组件的等距视图；
图3是图2所示的分解开的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45插头组件的俯视等距视图；
图4是图2所示的分解开的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45插头组件的仰视等距视图；
图5是图2中所示的屏蔽式RJ45网络插座的分解俯视等距前视图；
图6是图2中所示的屏蔽式RJ45网络插座的分解仰视等距前视图；
图7是图2中所示的屏蔽式RJ45网络插座的分解俯视等距后视图；
图8是图2中所示的屏蔽式RJ45网络插座中所包括的滑架(sled)组件的等距前视图；
图9是图8中所示的滑架组件的等距后视图；
图10是图8中所示的滑架组件的分解等距前视图；
图11是图8中所示的滑架组件的分解等距后视图；
图12是图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件的分解俯视等距后视图；
图13是图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件的分解仰视等距后视图；
图14是图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件的分解俯视等距前视图；
图15是图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的印刷电路板 (PCB)组件的分解俯视等距后视图；
图16是图15中所示的PCB组件的插头触头区域的细节视图；
图17是关于图2的截面线17-17的截面视图；
图18是图2的处于过行程状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式 RJ45插头组件的等距视图；
图19是关于图18的线19-19的截面视图，示出了处于过行程状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45插头组件；
图20是图2中所示的屏蔽式RJ45网络插座与屏蔽式RJ45插头组件的另一实施例配合的俯视等距视图；
图21是关于图20的线21-21的截面视图，示出了处于配合状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45插头组件；
图22是矢量图，示出了串扰在时间上的相对位置；
图23展示了用于本文所公开的屏蔽式RJ45插头组件的示例性插头触头安排；
图24是另一矢量图，示出了串扰在时间上的相对位置；
图25是当图2的屏蔽式RJ45插头组件和屏蔽式RJ45网络插座配合时的并联电流路径的示意图；
图26是图2的屏蔽式RJ45插头组件与屏蔽式RJ45网络插座之间的配合部分的特写截面示图；
图27展示了图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的PCB组件上的用于产生电感性补偿的迹线安排；
图28是俯视图，示出了图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的PCB组件的第一层上的迹线；
图29是俯视图，示出了图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的PCB组件的第二层上的迹线；
图30是俯视图，示出了图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的PCB组件的第三层上的迹线；
图31是俯视图，示出了图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的PCB组件的第四层上的迹线；
图32是俯视图，示出了图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的PCB组件的第五层上的迹线；
图33是俯视图，示出了图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的PCB组件的第六层上的迹线；
图34是俯视图，示出了图2中所示的屏蔽式RJ45插头组件中所包括的PCB组件的多个不同层上的叠置迹线；
图35是近端串扰(NEXT)响应的图表；
图36是图2的处于脱开前状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式 RJ45插头组件的俯视等距视图；
图37是关于图36的线37-37的截面视图，示出了处于脱开前状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45插头组件；
图38是图2的处于部分脱开状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式 RJ45插头组件的俯视等距视图；
图39是关于图38的线39-39的截面视图，示出了处于部分脱开状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45插头组件；
图40是图2的处于脱开状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45 插头组件的俯视等距视图；并且
图41是关于图40的线41-41的截面视图，示出了处于脱开状态下的屏蔽式RJ45网络插座和屏蔽式RJ45插头组件。
具体实施方式
根据不同标准，当今使用的RJ45插头和插座必须满足某些电气特性。这些电气特性包括插头产生预定串扰量和插座消除该预定串扰量的要求。虽然在较低的运行频率下串扰的产生和消除可能相对简单，但随着频率增大，所要求的串扰消除(即补偿)变得更加困难。这种困难通常来自于产生串扰的点与串扰被消除的点之间的物理距离。
通过描述用于使插座中的电容性补偿与插头中的串扰产生之间的延迟最小化的技术，已经提出了各种设计来解决此问题。在这些情况下，必须在插座中实现电感性补偿，以确保符合所配合的连接器的远端串扰(FEXT) 要求。虽然需要电感性补偿来确保所配合的FEXT符合，但电感性补偿还影响所配合的近端串扰(NEXT)性能。插头中的串扰产生与插座中的电感性补偿之间的距离随着运行频率的增大而不利于所配合的NEXT性能。
本公开描述了允许插头中的插头触头与插座中的PIC之间的多个接触点、并且允许与用于常规插头和非常规插头的插头触头表面内的这些多个接触点配合的各种通信系统。在一些公开的实现方式中，通信系统可以包括具有至少一些传输路径的RJ45插座，所述传输路径具有两个分开的插头接口触头，所述插头接口触头允许插头中的插头触头与插座中的PIC之间的多个接触点，这允许与用于常规插头和非常规插头的插头触头表面内的这些多个接触点配合。通信系统还可以包括非常规插头，其中至少一些传输路径具有两个分开的插头触头，从而允许与插座内的多个插头接口触头配合。与标准/常规RJ45插头相比，将插头触头分成两个分开的实体允许插头与插座之间的两个可能的接口触头之间的受控延迟。通信系统还可以包括穿过插头插座配合区域的多个信号路径，这允许在插座内更优化地定位电容和电感性补偿。
现在将参考附图。无论何时，在附图和以下描述中使用相同的附图标记来表示相同或相似的零部件。然而，应明确理解的是，附图仅用于说明和描述的目的。虽然本文件中描述了若干个示例，但修改、改编、以及其他实现方式也是可能的。因此，以下详细描述不限制所公开的示例。反而，所公开的示例的适当范围可以由所附权利要求限定。
图1展示了通信系统50的示例，所述通信系统包括具有端接到相应电缆58和60的屏蔽式RJ45网络插座54和相应屏蔽式RJ45插头组件56的接插板52。一旦屏蔽式RJ45插头组件56与屏蔽式RJ45网络插座54相配合，数据可以通过这些连接器在两个方向上流动。尽管通信系统50在图1 中被展示为接插板，但可替代地，所述通信系统可以是其他有源或无源设备。无源设备的示例可以是但不限于模块化接插板、冲压接插板、耦合器接插板、墙上插座等。有源设备的示例可以是但不限于以太网交换机、路由器、服务器、物理层管理系统、以及可在以下找到的以太网供电设备：数据中心和电信室；安全设备(相机和其他传感器等)和门禁设备；以及工作站区域内找到的电话、计算机、传真机、打印机和其他外围设备。通信系统50可以进一步包括机柜、机架、电缆管理和开销路由系统、以及其他这样的设备。
图2是相配合的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件56 以及相应电缆58和60的俯视等距视图。图3是与屏蔽式RJ45插头组件56 分解开的屏蔽式RJ45网络插座54的组件的俯视等距视图。图4是与屏蔽式RJ45插头组件56分解开的屏蔽式RJ45网络插座54的组件的仰视等距视图。
图5是屏蔽式网络插座54的分解俯视等距前视图。屏蔽式RJ45网络插座54包括导电屏蔽物62、插座壳体64、滑架组件66(其包括前部奇数个PIC 68、前部偶数个PIC 70、后部奇数个PIC 72、后部偶数个PIC 74、滑架前固持器76、滑架中间固持器78、滑架后固持器80，后PIC梳82、以及刚柔性PCB 84，如图8所示)、PCB支撑件86、弹簧87、绝缘位移触头(IDC)88、后滑架90、线帽组件92(其包括线帽导体固持器94、导线帽背部96、以及导电应变消除夹98)。图6是屏蔽式RJ45网络插座54 的分解仰视等距前视图。图7是屏蔽式RJ45网络插座54的分解俯视等距后视图。
图8是滑架组件66的与图6相同取向的等距前视图。图9是滑架组件 66的与图7相同取向的等距后视图。图10是滑架组件66的与图8相同取向的分解等距前视图。图11是滑架组件66的与图9相同取向的分解等距后视图。刚柔性PCB 84被分成三个部分，前刚性部分100、中间柔性部分 102、以及后刚性部分104。
在滑架组件66的组装过程中，第一项任务是将滑架后固持器80紧固到刚柔性PCB84上。滑架后固持器80包括对准柱106，所述对准柱100 与前刚性部分上的对准孔108对准。滑架后固持器80上的梳状肋110用于将后部奇数个PIC 72和后部偶数个PIC 74保持在相应槽中。滑架后固持器 80上的PIC心轴112用于控制后部奇数个PIC 72和后部偶数个PIC 74的弯曲半径。与用于控制PIC的弯曲半径控制的典型心轴不同，PIC心轴112 在组装状态期间在RJ45插头梳内延伸。后部奇数个PIC 72在一行过孔115 处紧固到前刚性部分100，并且后部偶数个PIC 74通过钎焊连接的方式在一行过孔119处紧固到前刚性部分100，但是还可以使用包括压配连接在内的其他非限制性手段。然后为了使相应的后部奇数个PIC 72和后部偶数个 PIC 74保持对准，后部PIC梳82附接到具有对准梳114的滑架后固持器 80。此连接是通过PIC梳82上的卡扣116实现的，所述卡扣与滑架后固持器80上的凹坑118对准。
下一步骤是将使滑架中间固持器78在前刚性部分100上滑动，并且将滑架中间固持器78连接到滑架后固持器80。滑架后固持器80具有与滑架中间固持器78的接纳闩锁凹坑122对准的闩锁120。滑架中间固持器78 上的梳状肋126用于将前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC 70保持在相应槽中。滑架中间固持器78上的PIC心轴128用于控制前部奇数个PIC68 和前部偶数个PIC 70的弯曲半径。与用于控制PIC的弯曲半径控制的典型心轴不同，PIC心轴128在组装状态期间在RJ45插头梳内延伸。前部奇数个PIC 68在过孔113处紧固到前刚性部分100，并且前部偶数个PIC 70通过钎焊连接的方式在过孔117处紧固到前刚性部分100，但是还可以使用包括压配合连接在内的其他非限制性手段。多排过孔113、115、117和119 可以全部是在前刚性部分100上的不同排。
滑架中间固持器78和滑架后固持器80均具有相应的柔性支撑心轴132 和134，所述心轴控制中间柔性部分102当其从前刚性部分100过渡时的弯曲半径。前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC 70均具有相应的次级弯曲部 135和137，这有助于降低前部奇数个PIC68和前部偶数个PIC 70在插头拔出时缠住的可能性。
下一步骤是将使滑架前固持器76在前刚性部分100上滑动，并且将滑架前固持器76连接到滑架中间固持器78。滑架前固持器76具有与滑架中间固持器78的接纳闩锁凹坑138对准的闩锁136。滑架前固持器76具有 PCB凹坑142，所述PCB凹坑与前刚性部分100上的PCB凹口144对准，这起到提供更多PCB布线空间和增加对准的双重目的。
滑架后固持器80包括导轨146，所述导轨与插座壳体64的相应导槽 148对准。滑架中间固持器78包括导轨150，所述导轨与插座壳体64的相应导槽152对准。
滑架后固持器80包括用于在最终组装过程中与弹簧87对准的弹簧柱 154。PCB支撑件86包括为弹簧87提供间隙的弹簧孔156。后刚性部分104 还包括用于弹簧87的间隙的PCB弹簧孔157。PCB支撑件86包括放置柱 158，所述放置柱与后刚性部分104的放置孔160对准。滑架后固持器80 的弯曲半径控制心轴162在中间柔性部分102过渡到后刚性部分104时控制所述中间柔性部分的弯曲半径。为了在电缆58端接到IDC 88的过程中支持PCB支撑件86，已添加了多个支撑特征。这些支撑特征包括顶部支撑杆164、中间支撑臂166、以及底部支撑臂168。
IDC 88通过顺应性引脚终端端接到后刚性部分104的过孔170，但还可以使用其他非限制性端接手段，例如钎焊。PCB支撑件86上的间隙孔 172用作IDC 88的间隙。后滑架90的间隙槽缝174用作IDC 88的间隙。后滑架90的定位柱176与后刚性部分104的定位切口178对准。后滑架90 包括用于在最终组装过程中与弹簧87对准的弹簧柱180。后滑架90包括柔性间隔件182，所述间隔件控制中间柔性部分102与导电屏蔽物62之间的间隔。这个受控间隔对于中间柔性部分102内的更好的阻抗控制是优选的，就像在中间柔性部分102与导电屏蔽物62之间存在不一致的间隔一样，电气结果将更不可预测。后滑架90包括壳体卡扣184，所述壳体卡扣与插座壳体64的卡扣凹坑186对准。
后滑架90包括对准槽188，所述对准槽与导线帽背部96的接地肋190 对准。对准槽188有助于确保当将线帽组件92插入后滑架90时在IDC 88 接合电缆58的导体之前发生适当的对准。后滑架90的接地凹坑192为导电屏蔽物62的接地凸缘194提供间隙，所述接地凸缘在最终组装过程中与接地肋190形成机电连接。导电屏蔽物62的接地凸缘195还与导线帽背部 96进行机电连接，但不受后滑架90的限制。插头接地凸缘196和197与相应的屏蔽式RJ45插头组件的屏蔽物/导电体接触并提供电气结合。可靠地结合所有金属非信号携带部件减轻了EMI敏感性并且实现了将满足标准要求的屏蔽有效性。
在常规的RJ45屏蔽解决方案中，插头的外部屏蔽物与插座的外部屏蔽物之间只有两个接触区域，因为这在IEC 60603-7-1：2011和IEC 60603-7-7： 2010中都有限定。此接触区域位于插头和插座的与插头接地凸缘196的接触相当的一侧。然而，随着插座的运行频率增大，符合屏蔽有效性要求变得更具挑战性。这是由于随着信号频率的增大，通过任何一个屏蔽接口的阻抗由于通过屏蔽触头的电感而增大。对于通过连通性来确保低阻抗屏蔽连接，可以在插头和插座屏蔽物之间添加多个接触位置以降低总电感。此外，较高频率的信号将通过越来越小的开口，这进而对综合布线系统的EMC 性能具有负面影响。插头接地凸缘197的添加在端口开口周围形成更全面的接地连接。为了进一步减小导电屏蔽物62的开口大小，屏蔽物图标槽198 和屏蔽物前闩锁槽200都被缩小，使得外部接口被导电屏蔽物62覆盖。
屏蔽式RJ45网络插座54的IDC 88以平衡的方式安排，以保持可接受的低水平的内部对到对耦合。此外，IDC 88在每一对内间隔开以保持预定的阻抗，从而不会不利地影响线帽终端接口处的回波损耗。
图12是屏蔽式RJ45插头组件56的分解俯视等距后视图。屏蔽式RJ45 插头组件56包括前壳体202、前梳203、导电外壳204、PCB组件206(其包括插头触头208、插头触头210、插头触头212、插头触头214、PCB 216、绝缘穿刺触头(IPC)218，屏蔽式分隔物220、前负载杆222、以及后负载杆224)、后导电外壳226、以及弯曲半径控制护罩228。图13是屏蔽式 RJ45插头组件56的分解仰视等距后视图。图14是屏蔽式RJ45插头组件 56的分解俯视等距前视图。图15是PCB组件206的分解俯视等距后视图。
在屏蔽式RJ45插头组件56的组装操作过程中，第一步骤将后导电外壳226和弯曲半径控制护罩228放置在屏蔽电缆60上。在组装过程中，前梳203通过与凹坑236对准的闩锁230附接到导电外壳204。在组装过程中，前壳体202通过与凹坑238对准的闩锁234附接到导电外壳204。
一旦安装了PCB组件206，闩锁234就从凹坑238中回退而被俘获。导电外壳204中的释放槽238用作间隙和插头闩锁240的附加缠结预防特征。
在PCB组件206的组装过程中，插头触头208-214被放置在过孔242、 244和246中。过孔242、244和246被定位在PCB 216的不同排中。插头触头208和210附接到PCB 216的第一排过孔242中，插头触头214附接到PCB 216的第二排过孔244中，并且插头触头214附接到PCB 216的第三排过孔246。插头触头208可以是大致T形的，插头触头210可以是大致C形的，并且插头触头212和214可以是大致倒置U形的。
所示的是具有顺应性引脚连接的插头触头208-214，但是其他非限制性手段(如钎焊)也可以用于与PCB 216的电气和机械接口连接。与电连接器中的许多过孔不同，过孔242-246被挖成使得至少一些不是圆形的，而是椭圆形的。这是为了增加相邻过孔之间的间距，同时仍然允许可靠的顺应性引脚设计。IPC 218放置在IPC过孔248和未镀孔250中。屏蔽式分隔物220滑入PCB槽252中；当安装前负载杆222和后负载杆224时，屏蔽式分隔物220被紧固在组件中。
通过三种手段实现IPC 218的电隔离。第一种手段是来自电缆60中的对绞线上的箔。此箔通过PCB 216隔离从前行导体到底部的耦合，因为当对绞导线在后负载杆224中时不再处于箔中。第二种手段是通过屏蔽式分隔物220进行隔离，这减轻了相邻对绞线的耦合，特别是当不再在箔中时。第三种隔离手段是前负载杆222和后负载杆224的前后分离，使得没有不在箔中的对绞导线在PCB 216上彼此上下延伸。为了使箔与IPC 218和PCB 216隔离，聚酰亚胺膜可以放置在板上，或者箔的暴露区域可以用非导电材料(例如但不限于热收缩或胶带)覆盖。
通过导电外壳204的柱254与后导电外壳226的对准槽256对准，确保了后导电外壳226和导电外壳204的对准。对准柱254的长度有助于加固和紧固压接工具。后导电外壳226上的接合肋258用于紧固弯曲半径控制护罩228。后导电外壳226的凸起260对准间隙槽262，所述间隙槽在最终组装过程中防止弯曲半径控制护罩228旋转。
图16是从图14获取的插头触头区域16的详细视图。插头触点208与导体1、2、7和8相关联，其中导体编号对应于EIA/TIA 568B编号顺序。典型地，RJ45插头内的导体按顺序次序标记为1-8。EIA/TIA 568B定义了这些电缆到RJ45连接器的用于制作直通电缆的接线。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2081与前部奇数个PIC 681和后部奇数个PIC721配合，其中系数分别与EIA/TIA 568B编号顺序相对应。当与屏蔽式RJ45 网络插座54配合时，插头触头2082与前部偶数个PIC 702和后部偶数个PIC 742配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2087与前部奇数个PIC 687和后部奇数个PIC 727配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2088与前部偶数个PIC 708和后部偶数个PIC 748配合。
插头触头210与导体3、4、5和6相关联，然而不是与多个PIC配合，而是每个插头触头210仅与一个PIC配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54 配合时，插头触头2103与后部奇数个PIC 723配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2104与后部偶数个PIC 744配合。当与屏蔽式RJ45 网络插座54配合时，插头触头2105与后部奇数个PIC 725配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2106与后部偶数个PIC 746配合。
插头触头212与导体3和6相关联，并且也仅与一个PIC配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2123与前部奇数个PIC 683配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2126与前部偶数个PIC 706配合。插头触头214与导体4和5相关联，并且也仅与一个PIC配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2144与前部偶数个PIC 704配合。当与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，插头触头2145与前部奇数个 PIC 685配合。
通常认为IEC-60603-7：2010优选电气配合点位置大致位于插头触头的前半径上。当屏蔽式RJ45插头组件56与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，后部奇数个PIC 72和后部偶数个PIC 74在如IEC-60603-7：2010优选电气配合点位置所限定的位置配合。当屏蔽式RJ45插头组件56与屏蔽式 RJ45网络插座54配合时，前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC 70在不在所限定的IEC-60603-7：2010优选电气配合点位置但仍然可以用于配合的插头表面的平坦部配合。
为了在屏蔽式RJ45插头组件56从屏蔽式RJ45网络插座54撤出时防止绊住前部奇数个PIC 68或前部偶数个PIC 70，插头触头配合表面需要大致平坦或向上倾斜到插头梳中，使得在撤回屏蔽式RJ45插头组件56时没有卡住点。而且，插头触头配合表面需要是相对连续的。因为至少在一些导体上存在多个插头触头，所以此表面不再是连续的。前梳203的调平肋 263用作保持两个插头触头之间的间隙相对连续的表面，具体地说，这是在插头触头210与插头触头212之间以及插头触头210与插头触头214之间完成的。在从屏蔽式RJ45网络插座54撤回屏蔽式RJ45插头组件56时，前部奇数个PIC 68或前部偶数个PIC 70暂时会与前梳203的调平肋263接触。
图17是屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件56的配合组件、以及相应的电缆58和60的从图2截取的关于截面线17-17的截面视图。存在两个不同的配合接口平面。前接触点272出现在后部奇数个PIC 72 和后部偶数个PIC 74与相应的插头触头208和插头触头210之间。后接触点274出现在前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC 70与相应的插头触头 208、插头触头212和插头触头214之间。
图18是处于过行程状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45 插头组件56的配合组件以及相应电缆58和60的俯视等距视图。过行程状态允许将RJ45插头组件56插入到屏蔽式RJ45网络插座54中。与图2中所示的配合状态相比，RJ45插头组件56以大约0.032”进一步插入到RJ45 网络插座54中。图19是沿图18的截面线19-19截取的横跨在过行程状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件56的配合接口的截面视图。尽管前接触点272和后接触点274相应地与滑架组件66一起平移，但PIC与插头触头之间的相对定位在过行程状态下不改变。具有弹簧支承的滑架组件66的屏蔽式RJ45网络插座54提供了另一附加益处。当常规插头与屏蔽式RJ45网络插座54配合时，所述网络插座允许前部PIC与后部PIC之间分离更大，同时仍然在机械上向后兼容。这是因为在过行程状态下，约0.032”的进一步插入量将导致前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC 70 均脱离插头触头的后端。
图20是处于配合状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件264的配合组件以及相应电缆58和266的俯视等距视图。图21是处于配合状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件264、以及相应的电缆58和266的从图20截取的关于截面线21-21的截面视图。在图21中可以看出，前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC 70位于插头触头270的后缘268上。如果屏蔽式RJ45插头组件264被插入屏蔽式RJ45 端口网络插座54中额外的0.032”并且不允许滑架组件66相应地平移0.032”时，则前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC 70可能落在后缘268后面并且可能被绊住和损坏。
所配合的连接器的对3-6与4-5之间的NEXT要求是最难满足的。这是因为RJ45插头中的对3-6和4-5之间的固有串扰是所有可能的对组合中最高的。传统的RJ45插头和插座将具有八个插头触头，所述插头触头被安排成在插头/插座接口处与插座中的八个PIC配合。传统的RJ45插座中的串扰补偿元件被定位成尽可能靠近插头/插座接口，以使插头中的串扰产生与插座中的串扰补偿之间的距离最小化。对于对3-6与4-5之间的NEXT 补偿，这是特别关键的。
在传统的配合RJ45连接器中NEXT补偿的理想实现方式是将电容性补偿直接定位在插头/插座接口处，例如通过短线连接。然后沿着插座内的电流路径，沿着PIC或沿插座印刷电路板上的迹线定位电感性补偿。图22是矢量图，示出了用于传统配合RJ45连接器中的高质量NEXT补偿实现方式的插头中的串扰和插座中的补偿元件在时间上的相对位置。
图23展示了相配合的屏蔽式RJ45插头组件56和屏蔽式RJ45网络插座54之间的配合区域的详细视图，其中屏蔽式RJ45插头组件56的插头触头与屏蔽式RJ45网络插座54的PIC相接触。如图23所示，屏蔽式RJ45 插头组件56可以包括沿插头PCB 216上的对3-6和4-5的传输路径定位的附加插头触头2123、2144、2145、和2126。这些附加插头触头相对于传统的插头触头2103、2104、2105、和2106在时间上位于更早的位置，并且旨在与位于屏蔽式RJ45网络插座54内的附加PIC 683、704、685、和706配合。通过将附加插头触头和PIC并入连通性中，为相对于传统插头/插座接口278在时间上更早定位的对3-6和4-5创建第二插头/插座接口276。插座中靠近第二插头/插座接口276连接的电容性补偿286减少了并可能消除插头中的总串扰与插座中的电容性补偿之间的延迟。
类似地，插头中的串扰与插座中的电感性补偿之间的延迟也可以被减小或可能消除。穿过传统配合连接器的电流从电缆、穿过插头和插头触头、横穿插头/插座接口、穿过PIC、并且沿着插座中的传输路径传播到插座IDC。通过用于对3-6和4-5的插座刚柔性PCB84将附加PIC 683、704、685、和 706连接到传统的PIC 723、744、725、和746，创建了横穿第二插头/插座接口276的第二电流路径280(图26)。考虑从插头向插座沿着对3-6的导体3传播的信号，从图26的角度，其是配合连通性的侧视图。当传播穿过插头的信号在图26中所示的位置2923处到达附加插头触头2123时，一部分电流将流动穿过附加插头触头、横穿第二插头/插座接口276、穿过附加前部奇数个PIC 683、并且进入插座刚柔性PCB 84中。一部分电流将继续沿传统电流路径2823传播穿过插头PCB 216和传统插头触头2103、横穿传统插头/插座接口、穿过后部奇数个传统PIC 723、并且进入刚柔性PCB 84 中。在插座刚柔性PCB 84中，并联电流路径在传统PIC接合插座刚柔性 PCB 84的位置(如图26中所示的位置2943)处或之后重新组合成单个传输路径。类似地，对于横跨插头插座配合接口的导体4、5和6也实施并联电流路径。现在正在插座刚柔性PCB 84上沿着附加PIC 683、704、685、706与传统PIC723、744、725、746之间的并联电流路径实施电感性补偿284。在这种安排中，插头中的串扰与插座中的电感性补偿之间的延迟显著减少并可能被消除。图24是矢量图，示出了插头中的串扰和插座中的补偿元件在时间上的相对位置。比较图22和图24的矢量图，明显的是，本实用新型的实施例可以为对3-6和4-5提供配合NEXT性能的显著改善。如果需要，此技术可以被实现用于任何可能的对组合的NEXT补偿。
图25是当屏蔽式RJ45插头组件56和屏蔽式RJ45网络插座54配合时的并联电流路径280和282的示意图。图25示出了对3-6与对4-5之间的有意相互作用。这种相互作用可以应用于其他对组合以改善性能。从插头 PCB 216开始的对3-6的差分传输路径288用分立部件L3PCB、L6PCB、和C36PCB表示。从插头PCB 216开始的对4-5的差分传输路径290用分立部件L4PCB、L5PCB、和C45PCB表示。这些传输路径的实现方式在图 34中示出，所述图是插头PCB 216上的对3-6和4-5的俯视图。
传统电流路径282从差分传输路径288和290穿过插头PCB 216继续朝向插头的鼻部和传统插头/插座接口278。沿着此路径，引入电感性和电容性串扰以在插头中的对3-6和4-5之间产生适当量的NEXT和FEXT。此串扰的一部分可以在图25中示出为在图34所示的插头PCB 216上实现的电感性耦合M34_1、M56_1和C34_PCB2、C56_PCB2。插头中所需串扰的另一部分由传统插头触头2103、2104、2105、和2106引入。在图25中用电感性耦合M34_2和M56_2以及电容性耦合C34_Cont和C56_Cont表示这些插头触头之间的耦合。插头触头2103、2104、2105、和2106在传统插头插座接口278处分别与传统PIC 723、744、725、和746配合。分立部件L3_PIC、 L6_PIC、和C36_PIC分别表示PIC 72，并且部件L4_PIC、L5_PIC、和 C45_PIC表示PIC 74。传统PIC之间的串扰用电容器C34_PIC和C56_PIC 以及电感性耦合M34_3和M56_3表示。传统插头触头、传统插头插座接口以及传统PIC也在图23中是可见的，所述图是对3-6和4-5的配合组件的前视正三轴测图。
第二电流路径280在位置292处从差分传输路径288和290分支出，通过附加插头触头2123、2144、2145、和2126朝向第二插头/插座接口276。图25中示意性地示出了附加插头触头2123、2144、2145、和2126以及插头之间的耦合。分立部件L3_Contact、L6_Contact、和C36_Cont表示插头触头2123和2126，并且部件L4Contact、L5Contact、和C45_Cont表示插头触头2144和2145。传统插头触头之间的串扰用电容器C34_Cont和C56_Cont 以及电感性耦合M34_4和M56_6表示。插头触头2123、2144、2145、和2126在第二插头插座接口276处分别与附加PIC683、704、685、和706配合。分立部件L3_PIC2、L6_PIC2、和C36_PIC2分别表示PIC 683和706，并且部件L4_PIC2、L5_PIC2、和C45_PIC2表示PIC 704和685。附加PIC之间的串扰用电容器C34_PIC2和C56_PIC2以及电感性耦合M34_5和M56_5 表示。附加插头触头、第二插头插座接口以及附加PIC也在图23中是可见的，所述图是对3-6和4-5的配合组件的前视正三轴测图。继续沿着图25 中的第二电流路径，电容性补偿和电感性补偿用分立部件C35_Comp、 C46_Comp、以及电感性耦合M35和M46表示。这些元件在插座刚柔性PCB 84上实现，并且可以在图23和图27中看到，所述图是插座刚柔性PCB 84 的俯视图，示出了用于产生电感性补偿的迹线安排。在传统插头插座配合接口与第二插头插座配合接口之间定位电感性和电容性补偿允许在最高达 2GHz的频率下提高NEXT性能。图27中的这些迹线完成第二电流路径 280，之后第二电流路径在位置294处与传统电流路径重新汇合。超过位置 294，对于对3-6和对4-5的差分传输路径被路由穿过插座PCB 84，对它们各自的IDC 88具有受控阻抗，对之间的耦合可忽略不计。
图35示出了在100MHz、500MHz和2GHz时具有数据标记的36-45 对组合的配合NEXT响应，从低到高示出了在整个运行频率范围内5dB的裕量上的整个插头特性范围。NEXT性能线296示出了当连接器与“高”插头配合时的36-45NEXT性能。NEXT性能线298示出了当连接器与“低”插头配合时的36-45NEXT性能。
图28是PCB 216的第一层上的迹线的俯视图。图29是PCB 216的第二层上的迹线的俯视图。图30是PCB 216的第三层上的迹线的俯视图。图 31是PCB 216的第四层上的迹线的俯视图。图32是PCB 216的第五层上的迹线的俯视图。图33是PCB 216的第六层上的迹线的俯视图。
以太网供电(PoE)允许单根电缆提供电力和数据连接，从而不再需要附加电力电缆和设备，如变压器和AC输出口。PoE设备的一些非限制性示例包括IP语音(VoIP)电话、无线接入点、网络路由器、交换机、工业设备(控制器、仪表、传感器)、护士呼叫站、IP安全相机、电视机、LED 照明灯具、远程销售点亭、以及物理安全设备。PoE于2003年投放市场，根据IEEE 802.3af标准化，并且允许每对12.95W和350mA的功耗(类型 1)。PoE+于2009年投放市场，根据IEEE 802.3at标准化，并且允许每对 25.5W和600mA的功耗(类型2)。随着对越来越大功率的需求日益明显，已经出现了电流容量每对1000mA的非标准应用，如思科60W的通用以太网供电(UPoE)和HDBaseT供电(100W)。截至2015年，提出了IEEE 802.3bt(PoE++)，每对功率为49W(类型3)至100W(类型4)的功耗和600mA(类型3)至1000mA(类型4)，预计2016年可买到。未来，存在可能需要每对1500mA的电流容量或更大的潜在应用。
然而，随着PoE的功率和标准化的新的增长，许多连接器先前未针对在此电气负载下的耐用性进行机械设计。在PoE应用中，在插头和插座连接器断开连接后，存在可能损坏插头和插座配合接口的放电。这种放电可以看作是电弧(火花)或电晕放电。火花是与时间无关的快速单一事件，并且可能会在插头触头或插座模块的PIC上、或两者上产生大的不同弧坑。电晕放电是与时间有关的相对较慢的事件，具有多个事件，并且导致侵蚀插头触头或插座模块的PIC、或两者的很多浅弧坑或凹点。在多次插入之后，这些影响恶化，因为机械磨损引起的侵蚀也会损坏插头/插座配合接口。IEC 60603-7要求插头插入插座模块中最少750次。许多供应商针对一些应用测试更高的插入循环量，750次插头插入是相对较低的。这种损坏的影响以物理损伤、电气接口退化、以及随时间推移腐蚀的形式出现在触点上。为了量化这些影响，IEC开发了测试方法IEC 60512-9-3和IEC 60512-99-001(电弧测试方法标准)。
图36是处于脱开前状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45 插头组件56的配合组件以及相应电缆58和60的俯视等距视图。脱开前状态是RJ45网络插座54内的所有PIC仍然与屏蔽式RJ45插头组件56的插头触头相接触、仍然处于电接触的状态。在脱开前状态下，滑架组件66处于从配合状态向前大约0.021”的完全向前状态。此状态与刚好在滑架组件 66平移之前的初始插入状态相同。图37是沿图36的截面线37-37截取的横跨处于脱开前状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件 56的配合接口的截面视图。
图38是处于部分脱开状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45 插头组件56的配合组件以及相应电缆58和60的俯视等距视图。部分脱开状态是所有后部奇数个PIC 72和后部偶数个PIC 74已与相应插头触头断开连接、但前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC70仍与RJ45插头组件56的相应插头触头相接触的状态。在部分脱开状态下，滑架组件66处于从配合状态向前大约0.021”的完全向前状态。图39是沿图38的截面线39-39截取的横跨处于脱开前状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件56的配合接口的截面视图。在此脱开前状态下，没有发生由于断开连接而导致的放电，因为尽管电流路径之一已经断开，但仍然存在穿过屏蔽式RJ45网络插座54的电流路径。
图40是处于脱开状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件56的配合组件以及相应电缆58和60的俯视等距视图。脱开状态是所有后部奇数个PIC 72和后部偶数个PIC 74已与相应插头触头断开连接，并且如果屏蔽式RJ45插头组件56进行了任何更多缩回，择前部奇数个PIC 68和前部偶数个PIC 70即将从RJ45插头组件56的相应插头触头脱开的状态。在脱开状态下，滑架组件66处于从配合状态向前大约0.021”的完全向前状态。图41是沿图40的截面线41-41截取的横跨处于脱开状态下的屏蔽式RJ45网络插座54和屏蔽式RJ45插头组件56的配合接口的截面视图。在脱开状态下，由于穿过屏蔽式RJ45网络插座54的电流路径已被断开，所以由于断开连接而在放电点376处导致发生放电。在后部奇数个PIC 72和后部偶数个PIC 74上不会发生放电，因为它们从不是最后一个连接点。
应注意的是，电缆58和60被示出为屏蔽式电缆，但可以是任何其他非限制性电缆形式，包括但不限于F/UTP或UTP电缆。而且，尽管屏蔽式 RJ45网络插座54对每个导体使用多个PIC，但是可以对此作出变化，如仅在导体对3-6和4-5上每个导体使用多个PIC。
应注意的是，尽管本公开包括若干个实施例，但这些实施例是非限制性的，并且存在属于本实用新型范围的改变、置换及等效物。此外，所描述的实施例不应当被解释为互斥的，而相反应当被理解为潜在地可组合(如果这些组合被允许的话)。还应当注意，存在实现本公开的实施例的许多替代方式。因此，本实用新型旨在将以下所附权利要求解释成包括落入本公开的真正的精神和范围内的所有这种改变、置换及等效物。

Claims (17)

1.一种通信插头，包括：
导电外壳；以及
至少部分地定位在所述导电外壳中的印刷电路板(PCB)组件，所述PCB组件包括：
被定向成相对于所述导电外壳的纵向方向平行的PCB；以及
附接到所述PCB的多个插头触头，所述多个插头触头包括：
第一插头触头子集，所述第一插头触头子集中的每一个用于与配合通信插座的两个插头接口触头(PIC)配合；以及
第二、第三和第四插头触头子集，所述第二、第三和第四插头触头子集中的每一个与所述配合通信插座的至少一个PIC配合。
2.如权利要求1所述的通信插头，其中，所述第一插头触头子集中的每一个是T形的。
3.如权利要求2所述的通信插头，其中，所述第二插头触头子集中的每一个是C形的。
4.如权利要求3所述的通信插头，其中，所述第三和第四插头触头子集中的每一个是倒置U形的。
5.如权利要求1所述的通信插头，其中，所述第一和第二插头触头子集在所述PCB中的第一排过孔中附接到所述PCB。
6.如权利要求5所述的通信插头，其中，所述第三插头触头子集在所述PCB中的第二排过孔中附接到所述PCB。
7.如权利要求6所述的通信插头，其中，所述第四插头触头子集在所述PCB中的第三排过孔中附接到所述PCB。
8.如权利要求1所述的通信插头，其中，所述多个插头触头形成第一配合接口平面和第二配合接口平面，所述第一配合接口平面位于与所述第二配合接口平面不同的平面上。
9.如权利要求8所述的通信插头，其中，所述第一配合接口平面由所述第一和第二插头触头子集形成。
10.如权利要求9所述的通信插头，其中，所述第二配合接口平面由所述第一、第三和第四插头触头子集形成。
11.一种通信插座，包括：
插座壳体；以及
至少部分地定位在所述插座壳体中的滑架组件，所述滑架组件包括：
印刷电路板(PCB)；以及
被紧固在所述PCB的前部部分内的多个插头接口触头(PIC)，所述多个PIC包括第一、第二、第三和第四不同排的PIC，其中
第一对PIC包括所述第一排PIC中的第一PIC和所述第三排PIC中的第一PIC，所述第一对PIC用于与配合通信插头的同一第一插头触头配合；以及
第二对PIC包括所述第二排PIC中的第一PIC和所述第四排PIC中的第一PIC，所述第二对PIC用于与所述配合通信插头的同一第二插头触头配合。
12.如权利要求11所述的通信插座，其中：
第三对PIC包括所述第一排PIC中的第二PIC和所述第三排PIC中的第二PIC，所述第三对PIC用于与所述配合通信插头的同一第三插头触头配合；并且
第四对PIC包括所述第二排PIC中的第二PIC和所述第四排PIC中的第二PIC，所述第四对PIC用于与所述配合通信插头的同一第四插头触头配合。
13.如权利要求12所述的通信插座，其中：
所述第一排PIC中的第三和第四PIC、所述第二排PIC中的第三和第四PIC、所述第三排PIC中的第三和第四PIC、以及所述第四排PIC中的第三和第四PIC都与所述配合通信插头的不同插头触头配合。
14.如权利要求11所述的通信插座，其中：
所述PCB是刚柔性PCB，所述刚柔性PCB具有前刚性部分、后刚性部分、以及将所述前刚性部分连接到所述后刚性部分的柔性部分；以及
所述多个PIC被紧固在所述刚柔性PCB的所述前刚性部分内。
15.如权利要求14所述的通信插座，其中：
所述第一排PIC附接到所述前刚性部分中的第一排过孔；
所述第二排PIC附接到所述前刚性部分中的第二排过孔；
所述第三排PIC附接到所述前刚性部分中的第三排过孔；并且
所述第四排PIC附接到所述前刚性部分中的第四排过孔。
16.如权利要求11所述的通信插座，其中，所述滑架组件包括：
滑架中间固持器，具有心轴以保持所述第一排和第二排PIC的弯曲半径；以及
滑架后固持器，具有心轴以保持所述第三排和第四排PIC的弯曲半径。
17.一种通信系统，包括：
通信插头，包括第一和第二插头触头；
通信插座，包括第一和第二插头接口触头(PIC)；其中，当所述通信插头与所述通信插座配合时：
所述第一插头触头与所述第一PIC在第一插头/插座接口处接触，并且所述第二插头触头与所述第二PIC在第二插头/插座接口处接触；
所述第一插头/插座接口形成所述通信插头与所述通信插座之间的第一电流路径，并且所述第二插头/插座接口形成所述通信插头与所述通信插座之间的第二电流路径；并且
在所述通信插头与所述通信插座之间传播的信号在所述通信插头中在所述第一电流路径与所述第二电流路径之间分开、并且在所述第一插头/插座接口和所述第二插头/插座接口之后在所述通信插座中重新组合。
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